Представьте танцпол, на котором кружатся пары. В центре — невидимый распорядитель, задающий ритм. Это сверхмассивная черная дыра в сердце Млечного Пути, а пары — звезды, чьи орбиты астрономы отслеживают годами. Но что, если сам распорядитель укутан в пушистую шубу из разреженного вещества? Именно такую возможность проверяли авторы новой работы.

За основу они взяли модель пространства-времени, где вокруг черной дыры существует гало из материи — невидимой, но добавляющей гравитации. Два ключевых числа описывают это гало: насколько оно плотное (компактность) и как далеко простирается (характерный масштаб). Затем ученые скормили эти числа двум независимым наборам данных. Первый — фотография тени черной дыры, полученная Телескопом горизонта событий (глобальной сетью радиотелескопов, работающих как единый инструмент). Второй — многолетние измерения положений звезд, особенно звезды S2, которая подходит к дыре так близко, что чувствует каждый гравитационный «вздох».

Результат оказался строгим. По одной только тени еще можно было допустить довольно плотную «шубу». Но орбиты звезд резко обрезали допустимую компактность: вещество вокруг дыры должно быть исключительно рыхлым, как облачко пуха, а не как валенок. Характерный масштаб при этом остался загадкой — данные одинаково хорошо допускают и маленькое плотное облачко, и большое разреженное.

Так астрономы превратили центр Галактики в гигантские весы. Чем точнее мы знаем движение звезд-танцоров, тем лучше чувствуем невидимого партнера. Будущие наблюдения других звезд на более широких орбитах помогут наконец понять, как именно распределено вещество вокруг нашего галактического «дирижера».